Il dipinto raffigura santa Caterina da Siena e santa Maria Maddalena. Caterina è rappresentata con il tipico mantello nero che copre la veste bianca, le stigmate e la corona di spine. È in adorazione del crocifisso, poggiato su un libro tenuto dalla sua mano destra, mentre regge anche un giglio. Santa Maria Maddalena è vestita di rosso con un lembo della veste bianco e osserva il crocifisso. Nella sua mano sinistra tiene il vasetto degli ungenti, mentre con la destra regge un teschio.
Si tratta di un’opera di marcata devozionalità, evidenziata dalla presenza delle due sante in atteggiamento di contemplazione del crocifisso e degli oggetti simbolici che le caratterizzano. Il dipinto proviene secondo Brogi dal conservatorio di Santa Maria Maddalena dopo la sua soppressione.
Il soggetto di santa Caterina è ripreso dall’affresco eseguito da Andrea Vanni per la cappella delle Volte nella Chiesa di San Domenico a Siena.
L’opera è stata soggetta ad un intervento di restauro conservativo.